KR101407012B1 - CIGS solar cell film manufacturing apparatus and method - Google Patents
CIGS solar cell film manufacturing apparatus and method Download PDFInfo
- Publication number
- KR101407012B1 KR101407012B1 KR1020120079956A KR20120079956A KR101407012B1 KR 101407012 B1 KR101407012 B1 KR 101407012B1 KR 1020120079956 A KR1020120079956 A KR 1020120079956A KR 20120079956 A KR20120079956 A KR 20120079956A KR 101407012 B1 KR101407012 B1 KR 101407012B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- evaporation
- chamber
- control
- process chamber
- control chamber
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 97
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 135
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 131
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 87
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 45
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 37
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010549 co-Evaporation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000011364 vaporized material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type
- H01L31/0749—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type including a AIBIIICVI compound, e.g. CdS/CulnSe2 [CIS] heterojunction solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
본 발명은 대면적 박막형 CIGS 태양전지의 광흡수층을 동시증착법으로 증착함에 있어서, 증착물질을 샘플링하여 실시간 모니터에 의한 증착비율을 조절함으로써 고효율 대면적의 CIGS 박막형 태양전지에 대한 지속전인 재현성을 갖는 박막의 대량생산이 가능하도록 하는 CIGS 박막제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 CIGS 박막형 태양전지의 광흡수층을 동시증착법으로 증착함에 있어서, 기판에 증착이 이루어지는 하나의 공정챔버를 구비하되 상기 공정챔버의 내부에는 4개의 증착물질(Cu, In, Ga, Se)이 채워져 증발되는 공정증발원을 설치하고, 상기 공정챔버와는 별도로 소형의 콘트롤 챔버를 구비하되 상기 콘트롤 챔버는 공정챔버와 동일한 조건을 유지시키며, 상기 공정챔버의 공정증발원에 담긴 증착물질은 배선장치를 통하여 콘트롤 챔버에 설치된 콘트롤 증발원에 공급되게 하고, 상기 콘트롤 챔버의 내부에 크리스탈 센서를 설치함으로써 이루어진다. The present invention relates to a method for depositing a light absorption layer of a large area thin film type CIGS solar cell by a simultaneous vapor deposition method, by sampling a deposition material and controlling the deposition rate by real-time monitoring, To a CIGS thin film manufacturing apparatus and method capable of mass production of a CIGS thin film.
The present invention provides a method of manufacturing a CIGS thin film solar cell, which comprises depositing a light absorbing layer of a CIGS thin film type solar cell by a co-evaporation method, the method comprising: depositing four deposition materials (Cu, In, Ga, Se) And a control chamber separate from the process chamber, wherein the control chamber maintains the same condition as that of the process chamber, and the deposition material contained in the process evaporation source of the process chamber is supplied through a wiring device To the control evaporation source installed in the control chamber, and by installing a crystal sensor inside the control chamber.
Description
본 발명은 대면적 박막형 CIGS 태양전지의 광흡수층을 동시 증착법으로 증착함에 있어서, 증착물질을 샘플링하여 실시간 모니터에 의한 증착비율을 조절함으로써 고효율 대면적의 CIGS 박막형 태양전지에 대한 지속전인 재현성을 갖는 박막의 대량생산이 가능하도록 하는 CIGS 박막제조 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for depositing a light absorption layer of a large area thin film type CIGS solar cell by a simultaneous vapor deposition method, by sampling a deposition material and controlling the deposition rate by real-time monitoring, To a CIGS thin film manufacturing apparatus and method capable of mass production of a CIGS thin film.
최근 태양전지 기술과 관련하여 효율적, 저비용, 내구성 및 환경문제를 유발시키지 않는 박막형 태양전지가 각광을 받고 있으며, 그 중에서도 친환경적이면서도 효율성과 내구성면에서 우세한 구리(Cu),인듐(In),갈륨(Ga),셀레늄(Se)의 4개 증착물질을 혼합해 만든 CIGS 박막형 태양전지에 대한 관심이 고조되고 있다.In recent years, thin-film solar cells that do not cause efficient, low-cost, durable and environment-related problems have been spotlighted in relation to solar cell technology. Among them, copper (Cu), indium (In) Ga) and selenium (Se) have been attracting interest in CIGS thin film solar cells.
CIGS 박막형 태양전지의 기본 구조는 배면전극, 광흡수층, 버퍼층, 앞면 투명전극, 반사 방지막으로 이루어져 있으며, 상기 광흡수층을 증착하는 방법으로는 동시증착(co-evaporation)법, 스퍼터링(sputtering)법, 전착(electro-deposition)법, 유기금속 기상성장법(molecular organic chemical vapor deposition)등이 있으나, 이중 가장 높은 효율을 얻을 수 있는 방법이 동시증착법으로 알려져 있다.The basic structure of the CIGS thin film solar cell is composed of a back electrode, a light absorbing layer, a buffer layer, a front transparent electrode, and an antireflection film. Co- Electro-deposition, and molecular organic chemical vapor deposition. However, the most efficient method is known as co-deposition.
CIGS 박막형 태양전지의 광흡수층을 증착하기 위한 방법으로 사용되는 동시증착법은 구리(Cu),인듐(In),갈륨(Ga),셀레늄(Se)의 4개 증착물질을 진공챔버에서 증발이 이루어지게 하고, 상기 진공챔버의 내부에 위치해 있는 크리스탈 센서가 증발되는 분자입자의 양을 실시간으로 측정함으로써 4가지 증착물질의 증발량을 제어하게 된다.The simultaneous vapor deposition method used to deposit the light absorbing layer of CIGS thin film solar cell is to evaporate four deposition materials of copper (Cu), indium (In), gallium (Ga) and selenium (Se) And the evaporation amount of the four deposition materials is controlled by measuring the amount of the molecular particles evaporated by the crystal sensor located in the vacuum chamber in real time.
즉, 크리스탈 센서는 각 물질의 증발량을 정확히 측정해야만 일정한 제어를 할 수 있으나, 4가지 물질의 증착 비율이 서로 다르고, 특히 셀레늄의 증기 비율이 높아 공정 챔버 내의 모든 크리스탈 센서 영향을 미치게 되며, 이로 인하여 다른 물질의 증발량을 일정하게 제어하는 것이 어려워 재연성 있는 박막 제조가 어렵게 된다.In other words, although the crystal sensor can accurately control the evaporation amount of each material, the deposition rate of the four materials is different from each other. Especially, the selenium vapor ratio is high, which affects all the crystal sensors in the process chamber. It is difficult to control the evaporation amount of other materials to be constant, making it difficult to produce a recyclable thin film.
본 발명은 CIGS 박막형 태양전지의 광흡수층을 증착하기 위하여 진공챔버의 내부에서 4개의 증착물질을 (Cu, In, Ga, Se)의 증발시키되 크리스탈 센서를 이용하여 각각의 증착물질에 대한 증발량을 제어하는 하는 경우 각각의 증착물질에 대한 증발비율이 서로 달라 각각의 증발량을 감지하기가 쉽지 않고, 특히 셀레늄의 경우 증기비율이 높아 진공장비 내부를 오염시키는 문제가 발생하기 때문에 진공챔버에서 4가지 증착물질의 섬세한 개별 증발 조절에 어려움이 따르기 때문에 생산하는 박막의 재현성이 떨어지는 문제가 발생하는 것이었다.In order to deposit a light absorbing layer of a CIGS thin-film solar cell, four evaporation materials (Cu, In, Ga, Se) are evaporated in a vacuum chamber, and the evaporation amount of each evaporation material is controlled using a crystal sensor It is difficult to detect the evaporation amount of each evaporation material. In particular, since selenium has a high vapor ratio, there is a problem of contaminating the inside of the vacuum equipment, so that four deposition materials And the reproducibility of the thin film produced is lowered because of difficulty in controlling the delicate individual evaporation of the thin film.
이러한 문제는 하나의 진공챔버에 4가지 증착물질이 증발되게 하되 진공챔버의 내부에서 각각의 증착물질을 감지하는 크리스탈 센서를 설치하되 각각의 크리스탈 센서에서 감지되는 센서값에 따라 증착물질을 콘트롤하기 때문에 이루어지는 현상으로써 서로 다른 증착물질을 감지하는 크리스탈 센서가 동일 공간에 위치하고 각각의 물질에 대한 증기비율이 다르기 때문에 센서에서 정확한 값을 감지하기 어렵기 때문이다.This problem is solved by providing a crystal sensor for evaporating four kinds of evaporation materials in one vacuum chamber but detecting the respective evaporation materials inside the vacuum chamber and controlling the evaporation materials according to sensor values sensed by the respective crystal sensors This is because the crystal sensors that detect different deposition materials are located in the same space and the vapor ratio of each material is different, so it is difficult to detect the correct value in the sensor.
본 발명은 CIGS 박막형 태양전지의 광흡수층을 동시증착법으로 증착함에 있어서, 기판에 증착이 이루어지는 하나의 공정챔버를 구비하되 상기 공정챔버의 내부에는 4개의 증착물질(Cu, In, Ga, Se)이 채워져 증발되는 공정증발원을 설치하고, 상기 공정챔버와는 별도로 소형의 콘트롤 챔버를 구비하되 상기 콘트롤 챔버는 공정챔버와 동일한 조건을 유지시키며, 상기 공정챔버의 공정증발원에 담긴 증착물질은 배선장치를 통하여 콘트롤 챔버에 설치된 콘트롤 증발원에 공급되게 하고, 상기 콘트롤 챔버의 내부에 센서를 설치함으로써 이루어지는 것으로, 진공챔버에서의 증착물질 증발을 진공챔버와 대응되게 소형화시킨 콘트롤 챔버에서 소량의 증발이 이루어지게 하고, 콘트롤 챔버의 증착물질 증발량을 크리스탈 센서로 감지하여 공정챔버의 증착물질을 콘트롤하는 것이다.The present invention provides a method of manufacturing a CIGS thin film solar cell, which comprises depositing a light absorbing layer of a CIGS thin film type solar cell by a co-evaporation method, the method comprising: depositing four deposition materials (Cu, In, Ga, Se) And a control chamber separate from the process chamber, wherein the control chamber maintains the same condition as that of the process chamber, and the deposition material contained in the process evaporation source of the process chamber is supplied through a wiring device A control chamber provided in the control chamber, and a sensor provided inside the control chamber, wherein a small amount of evaporation is performed in a control chamber in which evaporation of the evaporation material in the vacuum chamber is made small in correspondence with the vacuum chamber, The evaporation amount of the deposition material in the control chamber is sensed by a crystal sensor, To control.
본 발명은 각각의 증착물질을 서로 간섭되지 않는 형태로 설치된 콘트롤 챔버에서 정확히 서로 간섭되지 않는 상태로 감지가 이루어지게 되므로, 이를 이용하여 공정챔버의 콘트롤이 이루어지도록 함으로써 재현성이 우수한 박막을 지속적으로 생산하게 된다.Since the present invention detects the deposition materials in a state in which they are not interfered with each other precisely in a control chamber installed in a form that does not interfere with each other, the control of the process chamber is performed using the deposition chamber, thereby continuously producing thin films with excellent reproducibility .
본 발명은 CIGS 박막형 태양전지의 광흡수층을 동시증착법으로 증착함에 있어서, 공정챔버와는 별도로 콘트롤 챔버에서 공정챔버의 증착물질에 대한 감지가 이루어지게 한 후 이를 이용하여 공정챔버의 증착물질에 대한 증발 콘트롤이 이루어지도록 하는 것으로, 정확하고 정밀한 증착물질 제어가 이루어져 박막의 재현성이 뛰어난 효과가 있고, 증착물질의 증발량이 독립적으로 감지되게 되므로, 정확한 공정챔버에서의 콘트롤이 이루어져 효율이 뛰어난 박막의 제조가 가능한 효과가 있다.In the deposition of the light absorbing layer of the CIGS thin film solar cell using the co-evaporation method, the deposition material in the process chamber is detected in the control chamber separately from the process chamber, Control of the deposition material can be performed accurately and precisely, so that the reproducibility of the thin film is excellent and the evaporation amount of the deposition material is independently detected. Therefore, control in the accurate process chamber is performed, There is a possible effect.
도 1은 본 발명의 정단면도
도 2는 본 발명의 내부를 보인 사시도
도 3은 본 발명의 콘트롤 챔버 내부를 보인 단면도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a cross-
Figure 2 is a perspective view of the interior of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing the inside of the control chamber of the present invention
본 발명은 CIGS 박막형 태양전지의 광흡수층을 동시증착법으로 증착함에 있어서, 4가지 증착물질을 증발시켜 기판에 증착이 이루어지는 공정챔버를 구비하고, 상기 공정챔버 보다는 소형이나 공정챔버에 설치되는 4개의 증착물질(Cu, In, Ga, Se)을 증발시키는 콘트롤 챔버를 구비하되 상기 콘트롤 챔버는 각각의 증착물질을 별도의 공간에서 크리스탈 센서로 감지할 수 있도록 한 후 상기 크리스탈 센서의 감지 결과에 따라 공정챔버의 증착물질에 대한 콘트롤이 이루어지도록 하는 것이다.The present invention relates to a CIGS thin film solar cell having a process chamber in which a light absorbing layer of a CIGS thin film type solar cell is vapor deposited by evaporating four kinds of vapor deposition materials by a simultaneous vapor deposition method, And a control chamber for evaporating the material (Cu, In, Ga, Se), wherein the control chamber allows each deposition material to be sensed by a crystal sensor in a separate space, So that the control of the deposition material of the substrate can be performed.
본 발명의 공정챔버는 동시증착법을 실행하기 위하여 4가지 증착물질이 담기는 공정 증발원을 설치하되 상기 공정증발원은 히터를 이용한 온도 제어를 통하여 증발량이 제어되게 되고, 상기 증착물질은 기판에 증착되어 광흡수층을 형성하게 되는 것으로, 공정챔버에 진공을 가하는 동시에 각각의 증착물질에 대한 증발량을 센서에서 감지한 후 감지량에 따라 온도조절을 통하여 공정증발원의 증발량을 콘트롤하는 구조는 당 업계의 공지된 사실이다.In the process chamber of the present invention, a process evaporation source containing four kinds of evaporation materials is installed in order to perform co-evaporation. The evaporation amount of the evaporation source is controlled through temperature control using a heater, A structure in which a vacuum is applied to the process chamber and the evaporation amount of each evaporation material is sensed by the sensor and the evaporation amount of the process evaporation source is controlled through temperature control according to the sensing amount, to be.
본 발명은 상기 공정챔버와는 별도로 소형의 콘트롤 챔버를 설치하되 상기 공정챔버와 콘트롤 챔버는 내부에 동일한 조건을 유지하도록 하고, 내부는 4개의 별도 공간을 형성하되 각각의 공간에는 4개의 증착물질이 담기는 콘트롤 증발원을 설치하는 한편 크리스탈 센서를 각각 설치하도록 한다.In the present invention, a small control chamber is provided separately from the process chamber, and the process chamber and the control chamber are kept in the same condition, and four separate spaces are formed therein. Four deposition materials Install the control evaporation source while installing the crystal sensors separately.
그리고, 콘트롤 증발원에는 배선장치를 통하여 공정챔버의 공정 증발원에 담긴 증착물질이 채워진 후 히터에 의해 증발이 이루어지게 하고, 상기 배선장치의 양쪽으로는 증착물질의 이동을 제어하는 피드스루가 설치된다.The control evaporation source is filled with a deposition material contained in a process evaporation source of a process chamber through a wiring device, and evaporated by a heater, and feedthroughs are provided on both sides of the wiring device to control the movement of the evaporation material.
본 발명의 콘트롤 챔버와 콘트롤 증발원은 공정챔버와 공정증발원과 비교할 때 일정 비율로 적고 작게 형성함으로써 콘트롤 챔버의 내부에서 증착물질의 증발량을 크리스탈 센서에서 감지되면, 공정챔버와 콘트롤 챔버와의 비율만큼 증가시킬 경우 실제 공정챔버에서의 증발량과 같기 때문에 증발량의 검출은 콘트롤 챔버에서 이루어지고, 실제 증발량 조절은 공정 챔버에서 이루어지도록 함으로써 정밀 조절이 가능한 동시에 셀레늄에 증기비율이 높아 공정 장비가 오염되는 경우를 없애게 된다.The control chamber and the control evaporation source of the present invention are formed to be small and small in a certain ratio in comparison with the process chamber and the process evaporation source so that the evaporation amount of the evaporation material in the control chamber is increased by the ratio of the process chamber and the control chamber The evaporation amount is controlled in the control chamber and the actual evaporation amount is adjusted in the process chamber so that it can be precisely controlled and at the same time the selenium has a high vapor ratio to eliminate the contamination of the process equipment .
본 발명은 공정챔버와 콘트롤 챔버의 내부 조건을 동일하게 맞춰준 상태에서 공정 증발원의 증착물질이 콘트롤 챔버의 콘트롤 증발원으로 이동한 후 소량의 증발이 이루어지게 하고, 콘트롤 챔버에서는 각 증착물질 별로 독립되게 증발량을 크리스탈 센서로 검출하고, 이를 이용하여 공정챔버에서는 증발량 조절이 이루어지게 함으로써 각각의 증착물질이 증발되어 혼합된 상태로 증발량 검출을 하게 되는 기존의 방식과 비교할 때 선택된 증착물질의 검출이 이루어지게 되어 정밀한 증발량 조절이 가능하고, 특히 증기비율이 다른 증착물질을 별도의 크리스탈 센서로 감지하게 되므로, 공정장비가 오염되지 않는다.In the present invention, the evaporation material of the process evaporation source is moved to the control evaporation source of the control chamber in a state where the internal conditions of the process chamber and the control chamber are matched with each other, and then a small amount of evaporation is performed. In the control chamber, The evaporation amount is detected by a crystal sensor, and the evaporation amount is controlled in the process chamber by using the evaporation amount, so that the evaporation amount is detected in a mixed state by vaporizing the evaporation materials of the respective evaporation materials. So that the evaporation amount can be precisely controlled. In particular, since the vapor deposition materials having different vapor ratios are detected by a separate crystal sensor, the process equipment is not contaminated.
여기서 컨트롤 챔버에서 사용한 재료는 각 재료와 동일한 물질의 기판에 증착을 시킨 후 재활용 할 수 있으며, 기판의 구조를 반구형으로 하여 재료의 낭비를 줄이게 한다.Here, the material used in the control chamber can be recycled after being deposited on a substrate of the same material as each material, and the structure of the substrate is made semi-spherical, thereby reducing the waste of materials.
이하 본 발명을 첨부된 실시예 도면에 의거 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 정단면도이고, 도 2는 본 발명의 내부를 보인 사시도이며, 본 발명에서는 구성과 작용을 동시에 설명함으로써 제조장치와 방법에 대한 설명이 동시에 이루어질 수 있도록 한다.FIG. 1 is a front sectional view of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the inside of the present invention, and explanations of a manufacturing apparatus and a method can be simultaneously performed by explaining a configuration and an operation at the same time.
본 발명은 공정챔버(20)와 콘트롤 챔버(50)로 이루어지고, 상기 공정챔버(20)와 콘트롤 챔버(50)는 배선장치(80)를 이용하여 연결하게 되며, 도시되지 아니한 콘트롤러에서는 콘트롤 챔버(50)에서의 증발량 감지를 통하여 공정챔버(20)에서의 증착물질에 대한 증발을 콘트롤하게 된다.The present invention comprises a
본 발명의 공정챔버(20)는 동시증착법을 위하여 내부에 4개의 증착물질(Cu, In, Ga, Se)이 담기는 공정 증발원(30)을 설치하되 상기 공정 증발원(30)은 당 업계의 공지된 기술과 같이 담겨진 증착물질은 히터를 이용하여 가열시킴으로서 기판(10)에 증착시키게 된다.The
본 발명은 4개의 증착물질이 담겨져야 하므로, 4개의 공정 증발원(30)을 설치하게 되고, 도시되지 아니한 콘트롤러에서는 상기 공정 증발원(30)을 콘트롤하여 증발량을 조절하게 된다.Since four deposition materials are to be contained in the present invention, four
본 발명은 상기 공정챔버(20)와는 별도로 소형의 콘트롤 챔버(50)를 설치하는 것으로, 상기 콘트롤 챔버(50)는 내부 환경을 공정챔버(20)와 동일하게 유지시키되 상기 콘트롤 챔버(50)는 각각의 증착물질이 별도의 공간에서 증발이 이루어지도록 4개의 독립된 공간으로 형성하고, 상기 콘트롤 챔버(50)의 독립된 공간에는 콘트롤 증발원(60)을 설치하여 증착물질의 증발이 이루어지게 하는 한편 크리스탈 센서(70)를 설치하여 증착물질의 증발량을 감지하도록 한다.The
여기서, 콘트롤 증발원(60)에는 공정 증발원(30)의 증착물질이 배선장치(80)를 통하여 이동되게 하고, 상기 배선장치(80)에는 피드스루(90)를 설치하여 증착물질의 이동을 단속하도록 한다.Here, the deposition material of the
이러한 본 발명의 박막제조장치는 전술한 바와 같이 공정 챔버(20)를 구비하는 한편 상기 공정챔버(20)와 일정 비율로 적게 제조된 콘트롤 챔버(50)를 구비하고, 상기 콘트롤 챔버(50)는 공정 챔버(20)와 동일한 조건을 유지하되 4개의 콘트롤 증발원(60)을 설치하는 한편 각각의 콘트롤 증발원(60)에서 증발되는 증발량을 검출하는 크리스탈 센서(70)를 설치하며, 상기 공정챔버(20)의 공정 증발원(30)에 담긴 증착물질이 배선장치(80)를 통하여 콘트롤 챔버(50)의 콘트롤 증발원(60)으로 공급되게 하고, 상기 크리스탈 센서(70)의 검출값에 따라 공정챔버(20)의 증발을 콘트롤하게 구성된다.The apparatus for manufacturing a thin film according to the present invention includes a
여기서, 콘트롤 챔버(50)에는 4개의 증착물질이 증발할 때 서로 영향을 받지 않도록 독립적인 공간에서 증발이 이루어지도록 한다.Here, in the
또한 본 발명의 제조방법은 공정 챔버(20)와 동일한 조건을 유지하되 크기만 소형인 콘트롤 챔버(50)를 준비한 후 콘트롤 챔버(50)에서의 증착물질 증발을 독립적으로 크리스탈 센서(70)에서 검출함으로써 공정 챔버(20)에서 증발량을 조절하는 것으로, 공정챔버(20)의 공정 증발원(30)에 증착물질을 채우는 과정과, 공정챔버(20)와 콘트롤 챔버(50)의 내부 조건을 동일하게 유지시키는 과정과, 공정 챔버(20)의 공정 증발원(30)에 담긴 증착물질을 배선장치(80)로 콘트롤 챔버(50)의 콘트롤 증발원(60)에 공급하여 증착물질의 증발이 이루어지게 하는 과정과, 콘트롤 증발원(60)의 증착물질 증발량을 크리스탈 센서(70)로 검출하는 과정과, 크리스탈 센서(70)에서 검출된 증발량에 따라 콘트롤러에서 공정 챔버(20)의 공정 증발원(30)에서 증발되는 량을 조절하는 과정을 수행하게 된다.In the manufacturing method of the present invention, the evaporation of evaporated material in the
본 발명은 컨트롤 챔버(50)에서 사용한 재료와 동일한 물질의 기판(10a)에 증착되게 함으로써 재활용할 수 있도록 하고, 기판(10a)의 형태를 오목하게 할 경우 재료의 낭비를 크게 줄일 수 있다.The present invention can be recycled by being deposited on the
이러한 구성의 본 발명에서, 공정챔버(20)의 공정 증발원(30)에 증착물질을 채운 후 진공을 걸고 증착물질을 가열시킴으로써 기판(10)에 증착이 이루어지게 하는 과정은 당 업계의 공지된 사실이다.According to the present invention having such a structure, a process of filling the
본 발명은 상기 공정챔버(20)와 동일한 조건을 갖게 콘트롤 챔버(50)를 설치함으로써 공정 증발원(30)에서는 증착물질은 배선장치(80)를 통하여 콘트롤 증발원(60)으로 이동하여 증발이 이루어지게 하되 공정챔버(20)의 크기와 콘트롤 챔버(50)의 크기 차이에 따른 비율만큼 적게 콘트롤 증발원(60)에서 증발이 이루어지게 한다.The
즉, 본 발명은 공정챔버(20)에서는 4개의 증착물질(Cu, In, Ga, Se)에 대한 증발이 동시에 이루어지게 되고, 이와 비례하여 콘트롤 챔버(50)에서도 증발이 이루어지게 되는 것으로, 공정챔버(20)와 콘트롤 챔버(50)의 조건은 동일한 상태를 유지하여야 한다.That is, according to the present invention, evaporation is simultaneously performed on four deposition materials (Cu, In, Ga, Se) in the
이때 콘트롤 챔버(50)의 독립된 공간에 설치된 콘트롤 증발원(60)에서 증발시킨 증착물질의 증발량은 공정챔버(20)의 공정 증발원(30)에서 증발시킨 증착물질의 증발량에서 공정챔버(20)와 콘트롤 챔버(50)의 비율만큼 비례하여 증발이 이루어지게 된다.The evaporation amount of the evaporation material vaporized in the
즉, 공정 챔버(20)에서 증발시키는 증착물질의 증발량과 콘트롤 챔버(50)에서 증발시키는 증착물질의 증발량은 서로 비례하는 것으로, 본 발명에서는 4가지의 증착물질이 혼입되는 상태인 공정 챔버(20)에서 증착물질의 증발량을 감지하지 않고, 콘트롤 챔버(50)의 독립적 공간에 설치된 크리스탈 센서(70)를 이용하여 순수한 증착물질의 증발량을 감지한 후 비율에 따라 공정 챔버(20)의 증발량을 계산한 후 공정 증발원(30)을 콘트롤하여 최적의 증발이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.That is, the evaporation amount of the evaporation material evaporated in the
본 발명의 콘트롤 챔버(50)는 4가지 증착물질을 서로에게 영향을 주지 않은 채로 증발량을 검출하기 위하여 4개의 독립적인 공간에서 증착물질의 증발이 이루어지고, 이때의 증발량은 각각의 크리스탈 센서(70)를 이용하여 검출하는 것이다.The
여기서, 콘트롤 증발원(50)에서 증발되는 증착물질은 배선장치(80)를 통하여 공정 챔버(20)의 공정 증발원(30)에 담긴 증착물질이 공급되어 증발될 수 있도록 하고, 상기 배선장치(80)에는 양쪽으로 피드스루(90)를 설치하여 증착물질의 이동을 단속할 수 있도록 한다.The deposition material evaporated in the
그리고, 본 발명의 컨트롤 챔버(50)에서 증착에 사용되는 재료와 동일한 물질을 기판(10a)으로 사용하여 증착이 이루어지게 함으로써 재할용이 가능하게 된다.In the
10 : 기판 20 : 공정 챔버
30 : 공정 증발원 50 : 콘트롤 챔버
60 : 콘트롤 증발원 70 : 크리스탈 센서
80 : 배선장치 90 : 피드스루(feedthrough)10: substrate 20: process chamber
30: Process evaporation source 50: Control chamber
60: Control evaporation source 70: Crystal sensor
80: Wiring device 90: Feedthrough
Claims (4)
상기 콘트롤 챔버(50)는 공정 챔버(20)와 동일한 내부 조건을 유지하되 4개의 콘트롤 증발원(60)을 설치하는 한편 각각의 콘트롤 증발원(60)에서 증발되는 증발량을 검출하는 크리스탈 센서(70)를 설치하며,
상기 공정챔버(20)의 공정 증발원(30)에 담긴 증착물질이 배선장치(80)를 통하여 콘트롤 챔버(50)의 콘트롤 증발원(60)으로 공급되어 증발되게 하고,
상기 크리스탈 센서(70)의 검출값에 따라 공정챔버(20)의 증발량을 콘트롤하게 구성하는 것을 특징으로 하는 CIGS 박막제조 장치.And a control chamber (50) having a processing chamber (20) for depositing an evaporation material on a substrate (10) while maintaining a vacuum state, while being manufactured in a certain ratio with the processing chamber (20)
The control chamber 50 is provided with four control evaporation sources 60 while maintaining the same internal condition as the process chamber 20 and a crystal sensor 70 for detecting evaporation amounts evaporated in the respective control evaporation sources 60 In addition,
The evaporation material contained in the process evaporation source 30 of the process chamber 20 is supplied to the control evaporation source 60 of the control chamber 50 through the wiring device 80 to be evaporated,
Wherein the evaporation amount of the process chamber (20) is controlled according to the detection value of the crystal sensor (70).
공정챔버(20)와 연결된 콘트롤 챔버(50)의 내부 조건을 공정챔버(20)와 동일하게 유지시키는 과정과,
공정 챔버(20)의 공정 증발원(30)에 담긴 증착물질을 배선장치(80)를 통하여 콘트롤 챔버(50)의 독립적인 공간에 각각 설치되는 콘트롤 증발원(30)에 공급하여 증착물질을 증발시키는 과정과,
콘트롤 챔버(50)에서의 독립공간에서 증발되는 증착물질 증발량을 각각의 크리스탈 센서(70)로 검출하는 과정과,
크리스탈 센서(70)에서 검출된 증발량에 따라 콘트롤러에서 공정 챔버(20)의 공정 증발원(30)에서 증발되는 량을 조절하는 과정을 수행하게 되는 것을 특징으로 하는 CIGS 박막제조 방법.Filling the evaporation source (30) of the process chamber (20) with a deposition material,
Maintaining the internal conditions of the control chamber (50) connected to the process chamber (20) the same as the process chamber (20)
The deposition material contained in the process evaporation source 30 of the process chamber 20 is supplied to the control evaporation source 30 provided in the independent space of the control chamber 50 through the wiring device 80 to vaporize the deposition material and,
Detecting evaporation amount of the evaporated material evaporated in the independent space in the control chamber 50 by each of the crystal sensors 70,
And controlling the evaporation amount of the process evaporator (30) of the process chamber (20) in the controller according to the evaporation amount detected by the crystal sensor (70).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120079956A KR101407012B1 (en) | 2012-07-23 | 2012-07-23 | CIGS solar cell film manufacturing apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120079956A KR101407012B1 (en) | 2012-07-23 | 2012-07-23 | CIGS solar cell film manufacturing apparatus and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140014417A KR20140014417A (en) | 2014-02-06 |
| KR101407012B1 true KR101407012B1 (en) | 2014-06-17 |
Family
ID=50264309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120079956A KR101407012B1 (en) | 2012-07-23 | 2012-07-23 | CIGS solar cell film manufacturing apparatus and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101407012B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105514218A (en) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | Method for on-line monitoring of preparation of copper indium gallium selenide absorption layer |
| KR101988394B1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-06-12 | 한국표준과학연구원 | Apparatus for insitu evaluating material characteristics of OLED material and thin film |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050051138A (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-01 | 삼성에스디아이 주식회사 | Method of vacuum evaporation and apparatus the same |
| KR20060055763A (en) * | 2004-11-19 | 2006-05-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | Deposition apparatus |
| KR100977374B1 (en) | 2009-08-03 | 2010-08-20 | 텔리오솔라 테크놀로지스 인크 | Fast devaporation system for large-sized thin film-type cigs solar cell manufacturing and method thereof |
| KR101143104B1 (en) | 2004-03-05 | 2012-05-08 | 솔리브로 리서치 에이비 | Method and apparatus for in-line process control of the cigs process |
-
2012
- 2012-07-23 KR KR1020120079956A patent/KR101407012B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050051138A (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-01 | 삼성에스디아이 주식회사 | Method of vacuum evaporation and apparatus the same |
| KR101143104B1 (en) | 2004-03-05 | 2012-05-08 | 솔리브로 리서치 에이비 | Method and apparatus for in-line process control of the cigs process |
| KR20060055763A (en) * | 2004-11-19 | 2006-05-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | Deposition apparatus |
| KR100977374B1 (en) | 2009-08-03 | 2010-08-20 | 텔리오솔라 테크놀로지스 인크 | Fast devaporation system for large-sized thin film-type cigs solar cell manufacturing and method thereof |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105514218A (en) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | Method for on-line monitoring of preparation of copper indium gallium selenide absorption layer |
| KR101988394B1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-06-12 | 한국표준과학연구원 | Apparatus for insitu evaluating material characteristics of OLED material and thin film |
| WO2019240482A1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-19 | 한국표준과학연구원 | Apparatus for in-situ evaluation of properties of oled material and thin film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140014417A (en) | 2014-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9666745B2 (en) | Method for manufacturing a compound film | |
| CN105702880A (en) | Optical alignment compensation device, contact degree detecting device, evaporation system and method | |
| JP2014111847A (en) | Apparatus and methods for manufacturing thin-film solar cells | |
| CN100594254C (en) | Film preparation device and observation method for film growth | |
| CN102560364A (en) | Vacuum vapor deposition system and method of manufacturing organic electroluminescent device | |
| CN102465264A (en) | Vacuum vapor deposition system | |
| CN101956176B (en) | Continuous evaporation apparatus | |
| CN103993266B (en) | Vacuum evaporation equipment | |
| CN105720132A (en) | Alkali metal doping method for preparing CIGS absorbing layer on flexible substrate | |
| KR101407012B1 (en) | CIGS solar cell film manufacturing apparatus and method | |
| CN209619441U (en) | A kind of devices of coiled vacuum coating machine | |
| US20110177622A1 (en) | Apparatus and methods of mixing and depositing thin film photovoltaic compositions | |
| JP4458932B2 (en) | Vapor deposition equipment | |
| CN102239528A (en) | System and method for top-down material deposition | |
| CN103866239A (en) | Linear evaporation source device | |
| KR101105532B1 (en) | Apparatus for making CIGS sorla cell battery using RTS | |
| US8961690B2 (en) | Tooling carrier for inline coating machine, method of operating thereof and process of coating a substrate | |
| CN107779840A (en) | The evaporation equipment and its application method of a kind of perovskite thin film and application | |
| CN204369977U (en) | A kind of magnetron sputtered vacuum electron beam evaporation plating system | |
| KR20120120948A (en) | Devices and method for precipitating a layer on a substrate | |
| WO2005107392A2 (en) | System for vaporizing materials onto substrate surface | |
| CN103014620B (en) | OLED (Organic Light Emitting Diode) glass substrate thermal evaporator | |
| US9574264B2 (en) | Method and apparatus for stably evaporation depositing uniform thin films | |
| CN202968676U (en) | Linear evaporation source device | |
| CN201990718U (en) | Vapor deposition machine and panel detection device thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170327 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180324 Year of fee payment: 5 |